(57)【要約】【課題】  圧縮液体と接触する動的シールの必要性を除去、もしくは減少させたディスペンサを提供する。【解決手段】  ディスペンサは、第１可動部材を有する作動セクションと、作動セクションに結合された、第２可動部材を有する油圧セクションとを備える。油圧セクションは、その内部の出口から液体を吐出するようになっており、作動セクションは、液体の吐出を制御するようになっている。アクチュエータアセンブリが、第１可動部材を第２可動部材に動作結合し、それにより、第１可動部材は、第２可動部材を開放位置および閉鎖位置間で移動させ、それによって出口からの液体の流れをそれぞれ開始および停止するように働くことができる。第１可動部材に動作結合された第１端部、および第２可動部材に動作結合された第２端部を有すると共に、その間に固定的な回動点を定める回動レバーアームをアクチュエータアセンブリに設けてもよい。【選択図】  図１Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスペンサであって、
第１可動部材を有する作動セクションと、
該作動セクションに並列式配置で結合された油圧セクションであって、該油圧セクションは、第２可動部材、該油圧セクションを加圧液体源に結合するための入口、および加圧液体を吐出するための出口を有する油圧セクションと、
前記第１可動部材を前記第２可動部材に動作結合するアクチュエータアセンブリであって、前記第１可動部材は、前記第２可動部材を開放位置と閉鎖位置とに移動させ、それにより、前記出口からの前記加圧液体の流れをそれぞれ開始および停止するように働き、該アクチュエータアセンブリは、前記入口と前記出口との間に位置する点で前記第２可動部材に結合しているアクチュエータアセンブリと、
を備えるディスペンサ。
【請求項２】
前記作動セクションは、空気圧セクションを有し、前記第１可動部材は、加圧流体に応答して移動するようにしたピストンである請求項１に記載のディスペンサ。
【請求項３】
加圧流体を前記空気圧セクションに加えるようになっているソレノイドをさらに備える請求項２に記載のディスペンサ。
【請求項４】
前記作動セクションは、電気セクションを有し、前記第１可動部材は、電気信号に応答して移動するようにしたアーマチュアである請求項１に記載のディスペンサ。
【請求項５】
前記アクチュエータアセンブリは、前記第１可動部材に動作結合された第１端部、および前記第２可動部材に動作結合された第２端部を有する回動レバーアームを備える請求項１に記載のディスペンサ。
【請求項６】
前記回動レバーアームは、固定回動点を有する請求項５に記載のディスペンサ。
【請求項７】
前記アクチュエータアセンブリは、前記回動レバーアームが回動する中心となる固定回動点を定めるように構成されているピンをさらに有する請求項５に記載のディスペンサ。
【請求項８】
前記第１可動部材の第１方向への移動が、前記第２可動部材を前記開放位置の方に移動させ、また、前記第１可動部材の第２方向への移動が、前記第２可動部材を前記閉鎖位置の方に移動させる請求項５に記載のディスペンサ。
【請求項９】
前記油圧セクションは、前記第２可動部材を前記閉鎖位置の方に付勢するように働く付勢部材を有する請求項１に記載のディスペンサ。
【請求項１０】
ディスペンサであって、
第１可動部材を有する作動セクションと、
該作動セクションに結合され、第２可動部材を有する油圧セクションであって、該油圧セクションは、出口から液体を吐出するようになっており、また、前記作動セクションは、前記液体の吐出を制御するようになっている油圧セクションと、
前記油圧セクションと前記作動セクションとの間に配置されて、前記液体の前記作動セクション内への漏れを防止するようになっている可撓性の非ダイアフラムシールと、
前記作動セクション内で前記第１可動部材に動作結合された第１端部を有する回動レバーアームであって、該回動レバーアームは、前記第１端部から前記シールを貫通して前記油圧セクション内へ延在し、また、前記油圧セクション内で前記第２可動部材に動作結合された第２端部をさらに有し、前記第１可動部材は、前記第２可動部材を開放位置と閉鎖位置とに移動させ、それにより、前記出口からの液体の流れをそれぞれ開始および停止するように働く回動レバーアームと、
を備えるディスペンサ。
【請求項１１】
前記作動セクションは、空気圧セクションを有し、前記第１可動部材は、加圧流体に応答して移動するようにしたピストンである請求項１０に記載のディスペンサ。
【請求項１２】
前記作動セクションは、電気セクションを有し、前記第１可動部材は、電気信号に応答して移動するようにしたアーマチュアである請求項１０に記載のディスペンサ。
【請求項１３】
前記回動レバーアームは、固定回動点を有する請求項１０に記載のディスペンサ。
【請求項１４】
前記回動レバーアームに結合されて、前記回動レバーアームが回動する中心になる固定回動点を定めるように構成されているピンをさらに有する請求項１０に記載のディスペンサ。
【請求項１５】
前記シールは、該シールの周囲に沿って無拘束である請求項１０に記載のディスペンサ。
【請求項１６】
前記回動レバーアームに結合されて、前記シールを支持するようになっているブッシュ支持体であって、前記シールの周囲の半径方向内側に位置するブッシュ支持体をさらに備える請求項１０に記載のディスペンサ。
【請求項１７】
ディスペンサであって、
第１可動部材を有する作動セクションと、
該作動セクションに結合され、第２可動部材を有する油圧セクションであって、該油圧セクションは、液体を出口から吐出するようになっており、前記作動セクションは、前記液体の吐出を制御するようになっている油圧セクションと、
前記油圧セクションと前記作動セクションとの間に配置されて、約５．５１６×１０５ Ｐａ（８０ｐｓｉ）から少なくとも１．０３４２５×１０７ Ｐａ（１，５００ｐｓｉ）までの油圧作業圧力に耐えるように構成されている可撓性シールと、
前記作動セクション内で前記第１可動部材に動作結合された第１端部を有する回動レバーアームであって、該回動レバーアームは、前記第１端部から前記シールを貫通して前記油圧セクション内へ延在し、また、前記油圧セクション内で前記第２可動部材に動作結合された第２端部をさらに有し、前記第１可動部材は、前記第２可動部材を開放位置と閉鎖位置とに移動させ、それにより、前記出口からの液体の流れをそれぞれ開始および停止するように働く回動レバーアームと、
を備えるディスペンサ。
【請求項１８】
前記シールは、約６．８９５×１０５ Ｐａ（１００ｐｓｉ）から約１．０３４２５×１０７ Ｐａ（１，５００ｐｓｉ）までの作業圧力に耐えるように構成されている請求項１７に記載のディスペンサ。
【請求項１９】
前記シールは、約１．３７９×１０６ Ｐａ（２００ｐｓｉ）から約１．０３４２５×１０７ Ｐａ（１，５００ｐｓｉ）までの作業圧力に耐えるように構成されている請求項１７に記載のディスペンサ。
【請求項２０】
前記シールは、約２．０６８５×１０６ Ｐａ（３００ｐｓｉ）から約６．２０５５×１０６ Ｐａ（９００ｐｓｉ）までの作業圧力に耐えるように構成されている請求項１７に記載のディスペンサ。
【請求項２１】
前記シールは、約２．７５８×１０６ Ｐａ（４００ｐｓｉ）から約５．５１６×１０６ Ｐａ（８００ｐｓｉ）までの作業圧力に耐えるように構成されている請求項１７に記載のディスペンサ。
【請求項２２】
ディスペンサであって、
通路、および液体を通して吐出する出口を有する油圧セクションと、
該油圧セクションに結合され、第１可動部材を有する作動セクションと、
固定回動点を有して、前記第１可動部材を前記通路に動作結合する回動レバーアームであって、前記第１可動部材の第１方向への移動が前記通路を開放して、液体が前記出口から流れることができるようにし、前記第１可動部材の第２方向への移動が前記通路を閉鎖して、液体が前記出口から流れるのを防止する回動レバーアームと、
前記油圧セクションと前記作動セクションとの間に配置されて、前記液体の前記作動セクション内への漏れを防止するように構成されている可撓性シールであって、前記回動レバーアームは、該シールを貫通している可撓性シールと、
を備えるディスペンサ。
【請求項２３】
前記作動セクションは、空気圧セクションを有し、前記第１可動部材は、加圧流体に応答して移動するようにしたピストンである請求項２２に記載のディスペンサ。
【請求項２４】
前記作動セクションは、電気セクションを有し、前記第１可動部材は、電気信号に応答して移動するようにしたアーマチュアである請求項２２に記載のディスペンサ。
【請求項２５】
前記油圧セクション内にあって、液体が前記通路を通って流れることができるようにする開放位置と液体が前記通路を通って流れることを防止する閉鎖位置とに移動可能である第２可動部材をさらに備えており、前記回動レバーアームは、前記第１可動部材を前記第２可動部材に動作結合しており、前記第１可動部材の第１方向への移動が、前記第２可動部材を前記開放位置の方に移動させ、また、前記第１可動部材の第２方向への移動が、前記第２可動部材を前記閉鎖位置の方に移動させる請求項２２に記載のディスペンサ。
【請求項２６】
前記第２可動部材は、自動調心ニードルである請求項２５に記載のディスペンサ。
【請求項２７】
前記第２可動部材は、少なくとも１つのパッドである請求項２５に記載のディスペンサ。
【請求項２８】
前記油圧セクションは、スナフバックモード又は三方モードの少なくとも一方で動作するように構成されている請求項２２に記載のディスペンサ。
【請求項２９】
ディスペンサであって、
液体を吐出するように構成された油圧セクションと、
一体型アセンブリであって、
ソレノイド、および
該ソレノイドに結合された第１可動部材を有する空気圧セクションであって、前記ソレノイドは、前記第１可動部材を移動させるために該空気圧セクションに加圧流体を加えるように構成されている空気圧セクション、
を有する一体型アセンブリと、
を備え、
該一体型アセンブリは、前記油圧セクションに並列式配置で結合され、それにより、前記空気圧セクションは、前記油圧セクションと前記ソレノイドとの間に実質的に位置しているディスペンサ。
【請求項３０】
前記油圧セクションと前記空気圧セクションとの間に配置されて、前記液体の前記空気圧セクション内への漏れを防止するようになっている可撓性シールをさらに備える請求項２９に記載のディスペンサ。
【請求項３１】
固定回動点を有して、前記第１可動部材を前記油圧セクションに動作結合する回動レバーアームをさらに備える請求項２９に記載のディスペンサ。
【請求項３２】
液体を吐出するようにしたディスペンサ用であって、作動セクションに結合された油圧セクションを有するアクチュエータアセンブリであって、
前記作動セクションに動作結合するようにした第１端部、および前記油圧セクションに動作結合するようにした第２端部を有する回動レバーアームと、
前記第１端部と前記第２端部との間で前記回動レバーアームに結合されて、前記回動レバーアームの周囲に流体密封シールを形成する可撓性シールであって、前記油圧セクションと前記作動セクションとの間に配置されて、それにより、前記液体の前記作動セクション内への漏れを防止するように構成されている可撓性シールと、
前記回動レバーアームに結合されて、前記回動レバーアームが回動する中心となる固定回動点を定めるように構成されている回動部材と、
を備えるアクチュエータアセンブリ。
【請求項３３】
前記回動部材は、ピンである請求項３２に記載のアクチュエータアセンブリ。
【請求項３４】
前記シールは、前記回動レバーアームと一体に形成されている請求項３２に記載のアクチュエータアセンブリ。
【請求項３５】
前記シールは、前記回動レバーアームの前記第２端部を包囲している請求項３２に記載のアクチュエータアセンブリ。
【請求項３６】
さらに、前記第１端部と前記第２端部との間で前記回動レバーアームに結合されて、前記シールを支持するように構成されているブッシュ支持体であって、前記シールの周囲の半径方向内側に位置するブッシュ支持体を備える請求項３２に記載のアクチュエータアセンブリ。
【請求項３７】
前記ブッシュ支持体は、第１直径の第１端部と該第１直径より大きい第２直径の第２端部とを有する内孔を含み、該内孔は、前記回動レバーアームの回動を可能にするようになっている請求項３６に記載のアクチュエータアセンブリ。
【請求項３８】
前記回動レバーアームは、アーム直径を有し、前記第１直径は、該アーム直径にほぼ等しい請求項３７に記載のアクチュエータアセンブリ。
【請求項３９】
ディスペンサであって、
第１可動部材を有する作動セクションと、
該作動セクションに並列式配置で結合された油圧セクションであって、第２可動部材、および加圧液体を吐出するための出口を有する油圧セクションと、
前記第１可動部材を前記第２可動部材に動作結合するアクチュエータアセンブリであって、
前記第１可動部材に結合された第１端部、および前記第２可動部材に結合された第２端部を有する回動レバーアーム、
前記第１端部と前記第２端部との間で該回動レバーアームに結合されて、前記回動レバーアームの周囲に流体密封シールを形成する可撓性シールであって、前記油圧セクションと前記作動セクションとの間に配置されて、それにより、前記液体の前記作動セクション内への漏れを防止するように構成された可撓性シール、
前記回動レバーアームに結合されて、前記回動レバーアームが回動する中心となる固定回動点を定めるように構成された回動部材、および
前記第１端部と前記第２端部との間で前記回動レバーアームに結合されて、前記シールを支持するようになっているブッシュ支持体であって、前記シールの周囲の半径方向内側に位置するブッシュ支持体、
を有するアクチュエータアセンブリと、
を備えるディスペンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に様々な目的のために用いられ、特に例えば、ホットメルト接着剤、封止用の化合物や塗料等、粘性を有する液体に対して有用な液体吐出装置に関する。そのような装置は、流体調節弁、もしくは吐出ガン、またはモジュールとして言及される。
【０００２】
［発明の背景］
一般に、ホットメルト接着剤のような液体を供給するための典型的な吐出装置は、吐出オリフィスを開閉する弁軸を備えた本体を有する。通常、弁軸は、個別量の圧縮液体（加圧液体）を吐出するために、圧縮空気（加圧空気）によって少なくとも1つの方向に作動される。また、スプリング機構、または圧縮空気は、反対方向に弁軸を弁座に対して動かすために使われる。これによって、吐出オリフィスからの液体の流出が止まる。
【０００３】
より詳細には、一般に本発明に係かる装置は、吐出オリフィスに隣接する液体通路と装置の対向端におけるアクチュエータキャビティーすなわち室を有する。アクチュエータキャビティーは、ピストン部材と接続され、また上述のようにスプリング復帰機構と接続された弁軸の一部を有する。ピストン部材の一方側に印加された十分な空気圧の下で、弁軸は、液体を吐出するため弁座から離れる方向に動かされる。空気圧が解放されると、スプリング機構は、弁座に対する通常閉止された位置に弁軸を自動的に復帰させる。一般に、そのようなスプリング機構は、スプリング圧縮を変え、それによってバルブを開くのに必要とされる空気圧の量を変えるための調整部を有する。また、スプリング圧縮を調整することでバルブを閉じるために使われる付勢力が調整される。これらの装置は行程調整をも含み、または、スプリング圧縮を調整することで、流量を調整するために弁軸の行程を変えられる。
【０００４】
上述した装置は広い成功を収めているにもかかわらず、進歩が望まれている。例えば、典型的に一般にディスペンサ本体と移動する弁軸の間に配置された動的シールは、液体がアクチュエータキャビティーへ漏れることを防止する。動的シールは２つの面を相対的に動くシールであると一般的に理解している。これらの動的シールは、弁軸をきつく押圧するので、摩擦及びシール摩耗を引き起こす場合がある。摩擦がより高くなると、弁軸を動かすための圧縮空気の必要条件が更に高いものを要求される。一方、緩い動的シールを選択すれば、不適切な封止となり、液体がピストンを拘束し、かつ圧縮空気が液体通路に入ることを可能にし、望ましくない吐出の不連続性をもたらす。摩擦が減少した場合でさえ、動的シールは、時間を越えて摩耗し、適切にシールする能力を失う。
【０００５】
したがって、もしくは、圧縮液体と接触する動的シールの必要性を除去、もしくは減少させ、その結果、上述の問題点を除去、または減少させるディスペンサを提供することが望ましい。
【０００６】
［発明の概要］
したがって、本発明の幾つかの実施形態は、第１可動部材を有する作動セクションと、作動セクションに並列式配置で結合され、第２可動部材を有する油圧セクションとを備えるディスペンサ（吐出装置）に関する。油圧セクションは出口を有し、そこから液体を吐出するようになっており、また、作動セクションは、液体の吐出を制御するようになっている。ディスペンサは、第１可動部材を第２可動部材に動作結合するアクチュエータアセンブリをさらに備え、第１可動部材は、第２可動部材を開放位置および閉鎖位置間で移動させ、それにより、出口からの液体の流れをそれぞれ開始および停止するように働く。
【０００７】
本発明の１つの例示的な実施形態では、作動セクションは空気圧セクションであって、第１可動部材が、加圧流体に応答して移動するようにしたピストンとして構成される。ディスペンサは、加圧流体をピストンに加えるためのソレノイドをさらに備えることができる。ばねなどの付勢部材をピストンに結合し、それにより、ピストンを好都合な方向に付勢するようにしてもよい。例示的な実施形態において、油圧セクションは、油圧セクション内を往復移動することができるニードルとして構成された第２可動部材を有する。油圧セクションは、油圧セクションを加圧液体源に結合する入口と、液体の吐出を行うための出口とを有する。油圧セクションは、ニードルを好都合な方向に付勢する、ばねなどの付勢部材も有することができる。
【０００８】
アクチュエータアセンブリは、ピストンに結合された第１端部、およびニードルに結合された第２端部を有する回動レバーアームを備える。本発明の１つの態様では、回動レバーアームの第２端部は、入口および出口間に位置する点でニードルに結合されている。回動レバーアームの端部を入口および出口間でニードルなどの第２可動部材に結合することにより、滞留点が好都合に減少するか、またはなくなり、その結果、油圧セクション内での炭化物および他の物質の堆積物の形成が減少するか、またはなくなる。アクチュエータアセンブリは、回動レバーアームに結合された可撓性シールであって、作動セクションおよび油圧セクション間に配置され、それにより、液体の作動セクション内への漏れを防止するようになっている可撓性シールをさらに備える。シールは、非ダイアフラムシールであって、シールの周囲が非拘束状態にあって、液密シールを保持しながら、回動レバーアームの移動に合わせてたわむことが可能である。シールはさらに、広い油圧作業圧力、たとえば、約８０ｐｓｉ（５．５２×１０５Ｐａ）から少なくとも１，５００ｐｓｉ（１０３．４３×１０５Ｐａ）まで、および他の圧力範囲に耐えるようにすることができる。回動レバーアームに結合してシールを支持するブッシュ支持体を設けることができる。ブッシュ支持体は、シールの周囲の半径方向内側に位置する。さらに、アクチュエータアセンブリは、回動レバーアームに結合された回動ピンなどの回動部材であって、回動レバーアームが回動する中心になる固定回動点を定めるようになっている回動部材も有することができる。
【０００９】
上記ディスペンサの変更が、本発明の範囲内で存在すると考えられる。たとえば、本発明の幾つかの実施形態では、作動セクションが電気セクションであって、第１可動部材が、電流に応答して移動するようになっているアーマチュアとして構成される。その場合、回動レバーアームの第１端部がアーマチュアに結合され、それにより、アーマチュアの移動が、ニードルなどの第２可動部材を開放および閉鎖位置間で移動させる。本発明の他の実施形態では、油圧セクション内の第２可動部材が、１つまたは複数のパッドとして構成される。パッドは、油圧セクション内において開放位置および閉鎖位置間を往復移動し、それにより、出口からの流体の流れをそれぞれ開始および停止するようになっている。本発明のさらに別の実施形態は、スナフバックモード、三方モードまたはその両方で動作するように構成された油圧セクションを有する。
【００１０】
本発明のこれらの、また他の目的、利点及び特徴は、添付図面と共に以下の詳細な記述を考察することで、当業者にとって容易に明白になるであろう。
【００１１】
本明細書に組み込まれてその一部を構成する添付図面は、本発明の実施形態を示すと共に、上述した本発明の全体説明および以下の詳細な記載と合わせて、本発明を説明するのに役立つ。
【００１２】
［詳細な説明］
図１は、本発明に従った例示的なディスペンサの概略図である。従来のディスペンサと異なって、本発明のディスペンサは、垂直式ではなく並列式に配置された油圧セクション１０２および作動セクション１０４を備える。油圧セクション１０２は、加熱されたマニホルドまたは他の加熱ブロックに結合されることが多いので、この並列式配置は、作動セクション１０４をそのような加熱ブロックから熱的に隔離することができる。その結果、作動セクション１０４内のＯリングおよび他のシールが、従来型ディスペンサで受けたほどの高温に暴露されないであろう。加えて、たとえば、ソレノイドなどの他の電気部品も同様に高温に暴露されないであろう。これにより、ソレノイドを作動セクションにより接近させて結合することができ、このことは応答時間を改善する。全体的に、並列式配置は、従来型の垂直配置のディスペンサより信頼性および性能を向上させるであろう。
【００１３】
図１Ａに示されているように、本発明に従った例示的なディスペンサは通常、油圧セクション１０２と、作動セクション１０４と、アクチュエータアセンブリ１０６とを備える。油圧セクション１０２は、加圧液体、たとえば、ホットメルト液体接着剤を入口１０３から受け取って、その液体をノズル１０７などの出口から吐出する。作動セクション１０４は第１可動部材１０８を有し、油圧セクションは第２可動部材１１０を有する。アクチュエータアセンブリ１０６は、第１可動部材１０８を第２可動部材１１０に動作結合し、それにより、第１可動部材１０８は、第２可動部材１１０を開放位置および閉鎖位置間で移動させ、それにより、液体の吐出をそれぞれ開始および停止させるように働く。第１可動部材１０８は、第１可動部材１０８を移動させることができるアクチュエータ１１２に結合されている。第１可動部材を好都合な方向に付勢するために、付勢力１１４を第１可動部材１０８に加えることができる。作動セクションは、第１可動部材１０８の移動を制御することによって、油圧セクション１０２による液体の吐出を制御するようになっている。
【００１４】
油圧セクション１０２および作動セクション１０４は、任意のさまざまな方法によって互いに結合されることができる。たとえば、図１では、４本のボルト１１６を使用して、作動セクション１０４および油圧セクション１０２を互いに結合している。さらに、油圧セクション１０２は、液体吐出システムの吐出マニホルド（図示せず）に結合される面１０８を有する。たとえば、貫通ボルト穴１２０を使用して、油圧セクション１０２をマニホルド（不図示）に結合してもよい。結合時に、オリフィス１２２がマニホルドの出口ポートと協働し、それにより、加圧液体（たとえば、５００ｐｓｉ（３４．４８×１０５Ｐａ））が油圧セクション１０２内に受け取られる。より詳細に後述するように、この加圧液体は、ノズル１０７から精密かつ正確に吐出される。好都合な実施形態では、油圧セクション１０２は、アルミニウム、黄銅またはステンレス鋼などの非相互作用金属を含めた熱伝達可能な材料から構成される一方、作動セクション１０４は、フッ素樹脂を含めた耐熱性プラスチックまたは金属から構成してもよい。
【００１５】
以下の図面およびそれの説明は、油圧セクション１０２、作動セクション１０４およびアクチュエータアセンブリ１０６の異なった構造を示す本発明のさまざまな実施形態を提供する。たとえば、後述するように、作動セクション１０４は、加圧流体がピストンの移動を制御するようにした空気圧セクションとして、または電流がアーマチュアの移動を制御するようにした電気セクションとして構成してもよい。さらに、油圧セクション１０２は、ノズル１０７による液体の吐出の開始および停止を行うために弁座と協働する、油圧セクション内を往復移動することができるニードル、ボール、あるいは１つまたは複数のパッドなどを含めた多くの異なった形状を有することができる。油圧セクション１０２は、スナフバック機構、三方機構、またはその両方を備えて構成することもできる。したがって、本発明の幾つかの実施形態を本明細書に示して説明するが、本発明はそれらに制限されることはなく、当業者であれば、本発明に使用することができる他の構造を認識できるであろう。
【００１６】
図２は、本発明の１つの実施形態に従った例示的なディスペンサの断面図である。ソレノイド２０６およびマニホルド２１７の動作は当業者には十分に理解されているので、それらは簡単なブロックとして示されている。特に、ソレノイド２０６は、加圧空気２０８を制御状態で空気圧セクション２０４のピストン２１２に加えるように働く。マニホルド２１７は、加圧液体２１６を油圧セクション２０２に加えるように働く。この断面図は、油圧セクション２０２を空気圧セクション２０４に固定するために使用することができるボルトまたは他のコネクタを示していない。また、ディスペンサの油圧セクション内にしばしば設けられる弁ガイドおよびストローク調節機構も図示していない。
【００１７】
油圧セクション２０２は、加圧液体２１６を受け取るチャンバ２１８を備える。チャンバ２１８内に、弁座２２１に係合するように構成されたニードル２２０が配置されている。ニードル２２０が弁座２２１に係合すると、加圧液体がチャンバ２１８から通路２２３を通ってノズル２２２のオリフィス２２４の外に出ることはまったくない。しかし、ニードル２２０が弁座２２１に係合しない位置にあるとき、加圧液体がチャンバ２１８から通路２２３を通って出る。したがって、ニードル２２０の位置を制御することにより、オリフィス２２４からの加圧液体の吐出を正確かつ精密に制御することができる。図２に示されているようなニードル弁に加えて、加圧液体の吐出を制御するためにボールおよび弁座も使用することができる。
【００１８】
当業者であれば、図２の特定の例示的な油圧セクション２０２に加えて、多くの代替油圧セクションが考えられることを理解できるであろう。たとえば、本発明の範囲内で考えられる代替油圧セクションは、一体状に形成された加熱ブロックすなわちヒーター素子を含むことができる。加えて、例示的な油圧セクションは、マニホルドか、または他の同様なアセンブリと一体状に形成してもよい。さらに、「ニードル」という用語は包括的な意味で使用され、さまざまな形状および外形を有する広範囲の可動部材を包含することが意図されている。
【００１９】
空気圧セクション２０４は、ばね２１４によって上向きに付勢されたピストン２１２を有する。作動時に、ばね２１４に打ち勝ってピストン２１２を下方へ移動させるのに十分な力を有する加圧空気２０８が、ピストン２１２に加えられる。
【００２０】
空気圧セクション２０４のピストン２１２および油圧セクション２０２のニードル２２０は、回動レバーアーム２３０を介して互いに動作結合されている。アーム２３０は、ピストンシャフト２１３に結合された一端部２３６を有する。たとえば、端部２３６はボール形であって、シャフト２１３内に機械加工された貫通内孔２３７内にはまることができる。貫通内孔２３７の代替として、止まり穴をシャフト内に機械加工して、端部２３６が止まり穴内で回転自在であるようにして、端部２３６を受け取ることができる。同様に、アーム２３０の他端部２３８をニードル２２０に結合してもよい。アーム２３０は回動点２３４を中心にして回動し、それにより、ピストン２１２が下方に移動すると、結果的にニードル２２０が上方に移動する。反対に、ピストン２１２が上方に移動すると、結果的にニードル２２０が下方に移動する。回動点２３４は、さまざまな機能的に同等の方法によって得ることができるが、たとえば、アーム２３０の中心を通るピンを設けることができる。ピンの端部は、油圧セクション２０２内に形成されたリセスまたはキャビティ内に支持することができ、それにより、ピンは回転自在であり、したがって、アーム２３０を回動させることができる。
【００２１】
加圧液体２１６が空気圧セクション２０４内へ漏れることを防止するために、油圧セクション２０２および空気圧セクション２０４間にシール２３２が配置されている。従来のディスペンサと異なって、シール２３２は、往復シャフトの周囲の動的シールではない。代わりに、シール２３２は、回動レバーアーム２３０の移動時にたわむ、すなわち「揺動」することができる、回動レバーアーム２３０の周囲の可撓性シールである。したがって、可撓性シール２３２は、従来の動的シールより良好に働くと共に、長持ちする。加えて、シール２３２は、外周に沿って支持されて外周に沿った移動が抑制されるダイアフラムシールではない。代わりに、シール２３２は好ましくはほぼ環状であって、その内側縁部がアーム２３０を包囲し、その外縁部は油圧セクション２０２の外側に無拘束状態であるが、密封状に係合する。このように、回動レバーアーム２３０の回動に合わせるように、シール２３２はその外周に沿ってたわむことができる。さらに、より詳細に後述するように、シール２３２は、ダイアフラムシールでは一般的であるように外周に沿って支持されるのではなく、シール２３２の内側から支持される。環状の形状に加えて、シール２３２の代替形状、たとえば、正方形または矩形などを使用してもよい。図２に示されているように、油圧セクション２０２は、シール２３２がはまり込むためのキャビティを形成するような形状になっている。しかし、当業者であれば理解できるように、代わりにキャビティを作動セクション２０４内に形成してもよい。シール２３２は好ましくは、変形可能である、たとえばエラストマー材料などの弾性、または可撓性材料から形成され、それにより、空気圧セクション２０４および油圧セクション２０２が互いに結合したとき、シール２３２がキャビティ領域内でわずかに圧縮されて、２つのセクション２０２および２０４間の密封を行うようにする。
【００２２】
図２に明確に示されていないが、チャンバ２１８は、当該技術分野では既知であるようなニードル２２０用の調節機構を備えてもよい。ニードルストローク調節機構は通常、ニードル２２０の移動量を制限する物理的ストッパをチャンバ２１８内に有する。本発明の実施形態は、当該分野において既知であるさまざまなニードルストローク調節機構で動作することができる。 
【００２３】
図３および図３Ａは、回動レバーアーム３０６の周囲に形成された可撓性シール部分３０４およびブッシュ支持体３１２、たとえばワッシャを備える例示的なアクチュエータアセンブリを示す。上述したように、シール３０４は、液体ディスペンサの作動セクションおよび油圧セクションの接合面によって形成される適当な形状のキャビティ内にはまる。
【００２４】
回動ピン３０２は、回動レバーアーム３０６を貫通し、圧入などによってそれに結合してもよく、また、可撓性シール３０４を貫通し、それにより、回動レバーアーム３０６はピン３０２で定められる回動点を中心にして回動する。可撓性シール３０４を構成する材料は、任意のさまざまな利用可能なエラストマーまたはプラスチックのいずれか、たとえば、Ｖｉｔｏｎ（登録商標）として市販されているフッ化エラストマーにすることができる。外周に沿って支持されるダイアフラムシールと異なって、ブッシュ支持体３１２は、中心からシール３０４を半径方向に支持する。ブッシュ支持体３１２はまた、概ね回動レバーアーム３０６の主軸に沿って作用する油圧に耐えるように可撓性シール３０４を支持する。このように、シール３０４は、約８０ｐｓｉ（５．５１６×１０５Ｐａ）から少なくとも１，５００ｐｓｉ（１．０３４×１０７ Ｐａ）までなどの比較的高い油圧に耐えるように構成することができる。シール３０４は、他の油圧範囲用に構成してもよい。たとえば、シール３０４は、約１００ｐｓｉ（６．８９５×１０５ Ｐａ）から約１，５００ｐｓｉ（１．０３４×１０７ Ｐａ）までの油圧に耐えるように構成してもよい。好ましくは、シール３０４は、約２００ｐｓｉ（１．３７９×１０６ Ｐａ）から約１，５００ｐｓｉ（１．０３４×１０７ Ｐａ）までの油圧に耐えるように構成してもよい。さらに好ましくは、シール３０４は、約３００ｐｓｉ（２．０６８５×１０６ Ｐａ）から約９００ｐｓｉ（６．２０５５×１０６ Ｐａ）までの油圧に耐えるように構成してもよい。さらにもっと好ましくは、シール３０４は、約４００ｐｓｉ（２．７５８×１０６ Ｐａ）から約８００ｐｓｉ（５．５１６×１０６ Ｐａ）までの油圧に耐えるように構成してもよい。
【００２５】
したがって、１つの好都合な実施形態では、ブッシュ支持体３１２は、黄銅または他の金属などの硬質材料で形成されて、回動レバーアーム３０６および可撓性シール３０４に結合される。ブッシュ支持体３１２は、ピン３０２を内部に受け取るようになっている半円形キャビティ３２０を有してもよい。ブッシュ支持体３１２およびピン３０２が互いに対して移動できるように、ブッシュ支持体３１２をピン３０２に固定的に結合しなくてもよい。可撓性シール３０４は、回動レバーアーム３０６上に成形してもよい。また、回動レバーアーム３０６は、可撓性部分３０４が把持する表面積を回動レバーアーム３０６上により大きく与える輪郭を有することが好都合であろう。たとえば、この輪郭は、山部３１４または溝を有してもよい。代替としてか、あるいは追加して、可撓性シール３０４を回動レバーアーム３０６に接着してもよい。図３の例示的な実施形態において、可撓性シール３０４は、リセス部分３０５を有する。しかし、この形状は本質的に例示であって、他の形状も同様に考えられる。
【００２６】
図３Ａに示されているように、ブッシュ支持体３１２は、油圧面３２２および作動面３２４を有する。油圧面３２２はシール３０４に当接し、ピン３０２および回動レバーアーム３０６の交点によって定められる回動点を通る平面上に位置する。ブッシュ支持体３１２は、回動レバーアーム３０６を挿通させて受け取るようになっている内孔３２６も有する。内孔３２６は、回動レバーアーム３０６の直径にほぼ等しい直径を有する油圧端部３２８を有する。このように、油圧面３２２は、シール３０４を十分に支持すると共に、さらに内孔３２６内へのシール３０４の突き出しを防止することができる。内孔３２６はさらに、作動端部３３０に向かう方向に直径が増加するように構成されている。たとえば、内孔３２６は略円錐形でもよい。内孔３２６の直径が油圧端部３２８から作動端部３３０まで増加することにより、図３Ａに仮想線で示されているように、回動レバーアーム３０６が回動できるようにする隙間空間３３２が生じる。
【００２７】
回動レバーアーム３０６は、図２のニードル２２０などの、油圧セクション内の第２可動部材に結合される端部３０８と、図２のピストン２１２などの、作動セクション内の第１可動部材に結合される別の端部３１０とを有する。このように結合されたとき、回動レバーアーム３０６は、アーム３０６がピン３０２と交差する点を中心にして回動し、したがって、端部３１０の上下運動が、端部３０８の逆方向の運動に変換される。回動レバーアーム３０６およびピン３０２は、高強度鋼から好都合に製造される。しかし、黄銅、アルミニウムまたは高強度非金属または複合材料などの他の材料も同様に使用することができる。
【００２８】
回動レバーアーム３０６が移動するとき、可撓性シール３０４はたわむが、その外周に沿った密封状態と共に、それ自体と回動レバーアーム３０６との間の密封状態も維持する。そのような少量のたわみは、シール３０４によって与えられる密封構造を乱さないであろう。可撓性シール３０４をＶｉｔｏｎ（登録商標）または同様の材料から構成することにより、油圧セクションおよび作動セクション間の密封状態を損なうことなく、約４．５度の角度のたわみが許容されるであろう。したがって、回動アーム３０６が移動するとき、可撓性部分３０４がたわんでも、それは依然として、往復シャフト用の従来の動的シールより長持ちすると共に信頼性が高い可撓性シールとして作用する。約４〜５度を超える角度のたわみが望まれる場合、異なった材料および異なった寸法のシールを使用してもよい。
【００２９】
加えて、油圧セクションおよび作動セクションが従来の垂直配置である場合、第２可動部材を油圧セクションから作動セクションの方へ押し戻すかなりの油圧が存在する。油圧セクション内の加圧液体からの油圧は、作動セクションによって供給される力と逆の方向に第２可動部材を押すように作用した。したがって、作動セクションは、この付加的な油圧力に打ち勝つことができる大きさにする必要があった。たとえば、図２に示されているような並列式配置の本実施形態では、油圧セクション２０２内の加圧液体２１６もやはり回動レバーアーム２３０に力を加えるが、この力は、ピストン２１２の移動方向に直角の方向である。この直角方向の力は、ピストン２１２ではなく、支持体３１２の担持表面に伝達される。たとえば、図３の実施形態では、力は回動ピン３０２によって伝達されるが、代替の荷重支持手段も考えられる。ブッシュ支持体３１２は、荷重を空気圧胴部２０４に伝達する一方、回動レバーアーム３０６のボール端部３０８は、隙間を置いて開口２３７（図２を参照）にはまるように構成され、それにより、横荷重がピストン２１２にまったく伝達されない。
【００３０】
図４は、油圧セクションがニードルを有していないディスペンサの１つの代替実施形態を示す。図４のディスペンサは、油圧部分４０２と、空気圧部分４０４と、ソレノイド部分４０３とを備える。前述したように、ソレノイド部分４０３は、加圧空気４０６を制御状態でピストン４１２に加える。それに応じて、ピストン４１２は、加圧空気４０６によって下方に変位するか、またはばね４１６によって上方に押し付けられるかのいずれかである。
【００３１】
この実施形態によれば、回動レバーアーム４１４は、空気圧セクション４０４からシール４１８を貫通して、油圧セクション４０２のチャンバ４１０内へ延在している。回動レバーアーム４１４は、一端部４１３でばね４１６に係合し、他端部４１５で通路４２２に係合する。ばね４１６は、回動レバーアーム４１４を上向きにピストン４１２に押し付けるように働く。ばね４１６に打ち勝つのに十分な加圧空気４０６に応答して、ピストン４１２は回動レバーアーム４１４を押し下げるように動作する。回動レバーアーム４１４の上下運動により、それはピンなどの回動点４１９を中心にして回動する。回動レバーアーム４１４の回動により、反対端部４１５が端部４１３と逆の方向（上方または下方）に移動する。
【００３２】
油圧セクション４０２は、たとえば、ホットメルト液体接着剤などの加圧液体を受け取るための入口４０８を有する。この液体は、チャンバ４１０内に受け取られて、通路４２２を通ってオリフィス４２４から出る。チャンバ４１０内の回動レバーアーム４１４の端部４１５には、通路４２２上にぴったり載るパッド４２０が取り付けられている。端部４１５が降下すると、パッド４２０が通路４２２に続く開口を覆い、それにより、通路４２２が閉鎖されて、オリフィス４２４から液体がまったく吐出されない。しかし、端部４１５が上昇して、通路４２２がパッド４２０によって遮蔽されなくなると、液体がチャンバ４１０からオリフィス４２４を通って出る。パッド４２０は、さまざまな方法でアーム４１４に付着させることができ、通路４２２を好都合に密封することができる材料、たとえば、プラスチック、エラストマー、ゴムまたは高性能フルオロカーボン材料などから構成することができる。加えて、パッド４２０は、平坦な矩形の代わりに、たとえば、ボールなどの代替形状を有することができる。
【００３３】
液体がオリフィス４２４から吐出されているような位置にアーム４１４があるとき、アーム４１４の、チャンバ４１０内にある部分は、油圧的に釣り合っている。チャンバ４１０内の液体が加圧状態にあっても、アーム４１４の上部および底部に掛かる圧力は打ち消し合う。油圧的に釣り合ったアームは、端部４１５の移動、およびそれが通路４２２を閉鎖する動作をより迅速にすることができる。加えて、アーム４１４を移動させるために必要な力も減少する。たとえば、０．１ｃｃ〜０．５ｃｃ（０．１ｃｍ３〜０．５ｃｍ３）の量の２０〜４０ｐｓｉ（１．３７９×１０５ Ｐａ〜２．７５８×１０５ Ｐａ）の加圧空気４０６が、ピストン４１２を動作させるのに十分である。その結果、より小さいピストンを使用し、結果的に吐出モジュールをより小型化することができる。以上に記載した実施形態（および後述する実施形態）において、回動レバーアーム４１４の端部４１５は、往々にしてニードルに交換される。これらの実施形態でも同様に、油圧セクションおよび空気圧セクションの並列式配置により、油圧的に釣り合ったニードルが得られ、そのため、弁の開放時に、ニードルに加わる油圧力が互いに打ち消し合って、ニードルが液体内で「浮動」する。その結果、ニードルの閉鎖に対する抵抗が減少するか、またはなくなって、ニードルをより簡単に閉鎖することができる。
【００３４】
本発明の別の実施形態が図５に示されている。先行図面と同様に、ディスペンサの全体的な部品は同一である。マニホルド５０５が、空気圧セクション５０４に並列式に結合された油圧セクション５０２に結合されている。可撓性シール５２０が、２つのセクション間に配置されて、油圧セクション５０２の液体が空気圧セクション５０４内へ漏れることを防止する。回動レバーアーム５１８が、空気圧セクション５０４のピストン５１２を油圧セクション５０２のニードル５１０に動作結合している。ニードル５１０の移動を制御するために、ソレノイドセクション５０３が、加圧空気５１４を制御状態でピストン５１２に与え、それにより、ピストンがばね５１６に逆らって下方に進むことができる。
【００３５】
図５のディスペンサは、ホットメルト液体接着剤などの加圧液体を受け取るための入口ポート５０８と共に、加圧液体をそらしてマニホルドセクション５０５内へ戻すための再循環ポート５０６を有する点で、先行のディスペンサと異なる。そのようなディスペンサは一般的に、三方ディスペンサと呼ばれる。図５に示されているように、液体がチャンバ５３０から吐出オリフィス５２６を経て流出するのを防止するために、ニードル５１０の端部５２２が弁座５２３内に着座している。代わりに、チャンバ５３０内の液体は、上向きに再循環ポート５０６に進み、それからマニホルドセクション５０５に戻る。ピストン５１２を下方へ移動させることなどによってニードル５１０を上方へ移動させると、ニードル５１０の端部５２４が再循環ポート５０６の弁座５２５を塞ぐであろう。この配置では、端部５２２が弁座５２３に密封係合しなくなり、チャンバ５３０からの液体がオリフィス５２６から吐出されるであろう。
【００３６】
上述したものの１つの代替実施形態が、図６に示されている。この実施形態によれば、油圧セクション６０２が空気圧セクション６０４に並列式に結合されている。回動レバーアーム６１２を挿通した可撓性シール６１６を固定的に保持するために、２つのセクション間においてそれらの接合面によってキャビティが形成されている。回動レバーアーム６１２は、空気圧セクション６０４のピストン６０８を油圧セクション６０２のニードル６１８に動作接続し、それにより、ピストン６０８の移動がニードル６１８の移動に変換される。
【００３７】
上述した実施形態とは異なり、図６のピストン６０８は、加圧空気６０６を供給するソレノイド６０３に応答して上方に移動する一方、加圧空気６０６がまったく加えられていないとき、ばね６１０がピストン６０８を押し下げる。ピストン６０８の上方移動がニードル６１８を降下させ、それにより、端部６２４が弁座６２６に係合しなくなる。ニードル６１８がこの位置にあるとき、（入口ポート６２０を通して受け取られた）チャンバ６１９内の液体が、オリフィス６２２から吐出される。ピストン６０８が下方に移動するとき、ニードル６１８は上方に移動して、端部６２４を弁座６２６に係合させ、それにより、チャンバ６１９内の液体の吐出が中断される。ニードル６１８のこの種類の移動は「スナフバック」として既知であって、端部６２４が弁座６２６に係合するとき、ニードル６１８は、液体をオリフィス６２２から押し出すのではなく、液体をオリフィス６２２から引き上げる傾向があるという利点を与える。
【００３８】
図７は、液体用の再循環流を有する別の三方液体ディスペンサを示す。液体が入口ポート７１０を通って油圧セクション７０２のチャンバ７１１に入り、吐出オリフィス７１２か、または再循環ポート７０８のいずれか一方から流出することができる。ニードル７１５の位置に応じて、端部７１８が弁座７１９に密封係合するか、あるいは他端部７１６が弁座７１７に密封係合するかのいずれか一方であろう。ニードル７１５の位置は、油圧セクション７０２から空気圧セクション７０４まで延在する回動レバーアーム７１４によって制御される。回動レバーアーム７１４は、可撓性シール７２０を貫通して、ピンによって定められるような回動点７２１を中心にして回動する。アーム７１４の一端部７２２がピストン７２４に係合し、他端部７２３がニードル７１５に係合している。ばね７２６は、ピストン７２４を押し下げる作用をし、ソレノイドセクション７０３は加圧空気７２８を送達し、それにより、ピストン７２４を上方へ付勢する。
【００３９】
特に、端部７２３は本質的に球形であって、ニードル７１５に中ぐりされた貫通穴７３０と、互いにしっかり固定されないで相互作用することができる。端部７２３が上下に移動すると、その球形表面上の正接点が貫通穴７３０の内面に接触する。さらに、弁座７１７および７１９は、ニードル７１５の端部７１６および７１８とぴったり合わさる形状を有する。したがって、ニードル７１５は回動レバーアーム７１４の端部７２３との接続部分を中心にして揺動自在であるため、端部７１６、７１８がそれぞれ弁座７１７、７１９の方に移動すると、ニードル７１５は弁座７１７、７１９と整合する位置に付勢される。このように、ニードル７１５は自動調心式である。
【００４０】
反対に、吐出ガンにおける空気圧セクションおよび油圧セクションの標準的な垂直配置では、空気圧セクション内のニードルが自動調心式でないという状況が生じる。作動ピストンへのニードルの固定接続と共に、ピストンの下方の動的シールにより、ニードルの移動が制限され、それにより、ニードルは、閉鎖位置へ移動中に弁座に対して自動調心を生じない。
【００４１】
図８は、三方ディスペンサおよびスナフバック作用の両方を組み込んだ本発明の実施形態を示す。油圧セクション８０２には、上方移動によって吐出端部８１０を閉鎖し、それによってスナフバック作用を与えるニードル８０６が設けられている。加えて、端部８０８は、再循環ポート８０９につながり、それにより、液体をマニホルド８０５に戻す経路が提供される。空気圧セクション８０４およびソレノイドセクション８０３は、上述したように動作し、それにより、ニードル８０６の移動を制御できるように、ピストン８１１が回動レバーアーム８１２を移動させる。
【００４２】
図９および図１０は、油圧セクション内にニードルが存在していない三方実施例を提供する本発明の２つの異なった実施形態を示す。特に、油圧セクション９０２は、再循環ポート９３４および入口ポート９３２を有する。ホットメルト液体接着剤などの加圧液体が、マニホルド（図示せず）から入口ポート９３２を通って受け取られ、再循環ポート９３４を通ってマニホルドに戻ることができる。油圧セクションをマニホルド（図示せず）に結合するときに液シールを設けるために、これらのポート９３２、９３４にそれぞれのＯリング９１８、９１６または同様の部品を設けてもよい。
【００４３】
空気圧セクション９０４のピストン９０６を動作させるため、ソレノイド９０３が加圧空気９０５または他の流体を与える。特に、加圧空気９０５は、ピストン９０６を上方に付勢するばね９０８の力に逆らってピストン９０６を押し下げる働きをする。回動レバーアーム９１０が、空気圧セクション９０４内から油圧セクション９０２まで延在している。この回動レバーアーム９１０は、たとえば、ピンなどの回動点９１４を中心にして回動する。回動アーム９１０も可撓性シール９１２を貫通しており、このシール９１２は、油圧セクション９０２内の加圧液体が空気圧セクション９０４内に漏れることを防止する。
【００４４】
回動レバーアーム９１０の一端部９０９がピストン９０６に係合し、そのため、ピストン９０６の移動の結果として、端部９０９が移動する。端部９０９が移動するとき、それによって回動レバーアーム９１０が回転または回動し、それにより、端部９１１が移動する。回動レバーアーム９１０の端部９１１は、油圧セクション９０２内に位置して、他端部９０９と逆方向に移動する。さらに、この端部９１１に２つのパッド９２２、９２４が接着されている。端部９１１が上方に移動するとき、パッド９２２が弁座９２８に係合して、再循環ポート９３４を閉め切る。同時に、パッド９２４は弁座９２６から離脱し、それにより、液体が通路９３０に流入して、オリフィス９２０から吐出される。端部９１１が下方に移動するとき、パッド９２４および弁座９２６が通路９３０を閉め切り、また、パッド９２２および弁座９２８が離脱し、それにより、液体が再循環ポート９３４を通って流出することができる。これらのパッドは、構造的には図４に関連して説明したパッド４２０と同様である。
【００４５】
図１０の実施形態は、油圧セクション内の回動レバーアームの端部を除いて、図９の実施形態とほぼ同様である。特に、回動レバーアーム１０１０は、先行のものと同様に、ピストン９０６に係合する端部１００９を有する。しかし、端部１０１１には付加的なパッドが使用されていない。代わりに、端部１０１１は、弁座９２６および９２８に効果的に係合する形状を有する。したがって、回動アーム１０１０の端部１０１１が、再循環ポート９３４および吐出オリフィス９２０に通じる液体通路を開閉する。
【００４６】
図１１は、図１０の回動レバーアーム１０１０用の代替実施形態を示す。この特別な実施形態において、可撓性シール１１０２は先行のものと同様に形成されているが、回動レバーアーム１０１０の端部１０１１をほぼ包囲する部分１１０４を有する。部分１１０４により、弁座９２６および９２８と好都合に協働して流体密封シールを形成し、さらに、シール１１０２および回動レバーアーム１０１０間の液体の移動を遮断する弾性表面が得られる。
【００４７】
図１２および図１２Ａは、ピストンの両側に空気などの加圧流体を供給するためのソレノイドに結合された複動ピストンを備えた空気圧セクションを有するディスペンサの１つの代替実施形態を示す。図１２の代替実施形態は、ソレノイド１２０２およびハウジング１２０３を有する。ソレノイド１２０２は、コイル１２０４と、本体１２０９およびシャフト１２０８からなるアーマチュアとを有する。電気コネクタ１２０６を介してコイル１２０４に供給される電流により、アーマチュア（１２０８、１２０９）を上下移動させる電界が発生する。ハウジング１２０３は、多数の通路と、スプールまたはポペット１２１７とを有する。ポペット１２１７は、アーマチュアのシャフト１２０８によって押し下げられ、ばね１２１９が、シャフト１２０８の力に逆らってポペット１２１７を上方に付勢する。ハウジング１２０３内に第１排出ポート１２１０、第２排出ポート１２１４および空気入口ポート１２１２が設けられている。空気圧セクション１２０７の通路１２２２および１２２０にそれぞれ流体連通している第１通路１２１８および第２通路１２１６も設けられている。
【００４８】
例示的なハウジング１２０３およびソレノイド１２０２は、MAC Valvesから型番４４Ｂ−Ｌ００−ＧＦＤＡ−１ＫＶで流通している。これは市販品であるので、ポペット１２１７のシールの動作、およびそれが内部を移動するキャビティについては詳細に説明しない。しかし、それの全体的な動作を本明細書に記載する。安定供給源からの加圧空気が入口ポート１２１２で受け取られて、通路１２１６または１２１８の一方に送られる。ポペット１２１７の垂直位置が、通路１２１６または１２１８のいずれが入口ポート１２１２に流体連通状態にあるかを決定する。
【００４９】
たとえば、空気が入口ポート１２１２から通路１２１６を通って流れるようにする位置にポペット１２１７がある場合、空気は通路１２２０に流れて、ピストン１２３０の下方のキャビティ１２２６に流入する。この空気流は、ピストン１２３０を上方へ移動させるであろう。ピストン１２３０が上方へ移動するとき、空気がキャビティ１２２４から通路１２２２を通って押し進められる。ポペット１２１７がこの位置にあるとき、空気は通路１２２２を出て通路１２１８に入り、第１排出ポート１２１０から流出することができる。
【００５０】
反対に、空気が入口ポート１２１２から通路１２１８を通って流れる場合、空気は通路１２２２に流れて、ピストン１２３０の上方のキャビティ１２２４に流入する。この空気流は、ピストン１２３０を下方へ移動させるであろう。したがって、空気がキャビティ１２２６から通路１２２０を通って流出して、通路１２１６に入る。ポペット位置のため、空気は通路１２１６から第２排出ポート１２１４の外へ逃げることができる。
【００５１】
このように、ピストン１２３０を空気圧セクション１２０７内で上下移動させるために、ソレノイド１２０２およびポペット１２１７を使用することができる。ピストン１２３０は、図１２に示されているように、１つまたは複数のＯリング１２３２を有するであろう。空気圧セクション１２０７は通常、ピストン１２３０を内部に挿入できるようにする開放底部を有する。この底部は、空気圧セクション１２０７に螺着されるか、または他の方法で連結することができるプラグ１２２８で閉め切ることができる。ピストン１２３０を上方および下方の両方に移動させるために加圧空気を使用することにより、空気圧セクション１２０７では、本明細書に記載されている他の実施形態に示されているばねがない。したがって、ピストン１２３０の移動がばね力に打ち勝つ必要はなく、したがって、ピストン１２３０を移動させるために必要な力（すなわち、空気の量または圧力）が小さくなる。さらに、空気圧が変化するときも、開放および閉鎖力は釣り合ったままである。
【００５２】
１つの実施形態によれば、ソレノイドセクション（１２０２および１２０３）は空気圧部分１２０７と一体状に形成される。一体型ソレノイドおよび空気圧ハウジングと油圧セクション１２０５とが並列式に配置されているため、ソレノイド１２０２およびハウジング１２０３は、油圧セクション１２０５に一般的に伴う高温から熱的に分離される。たとえば、図１２の例示的な配置において、油圧セクション１２０５か、またはその付近の温度は試験中に約３５０°Ｆ（１７６．７℃）であったが、コイル１２０４の温度は約１５０°Ｆ（６５．６℃）であった。この熱的分離から多くの利点が得られる。ソレノイド１２０２に必要な断熱材が、従来の吐出モジュールの場合より少ないであろうし、また、ソレノイド１２０２の信頼性が高くなりやすいであろう。ハウジング１２０３内において、この時にはさまざまなシールおよびＯリングを従来のホットメルトディスペンサの場合より低温の材料で構成することができる。そのような材料には、Ｖｉｔｏｎ（登録商標）などの高温ゴムより良好な摩擦および摩耗特性を有するゴム、たとえば、表面焼入れしたニトリル材料が含まれるであろう。
【００５３】
ピストン１２３０は、その外周の中心の周りに延在する溝１２３５を好都合に有し、その溝に回動レバーアーム１２３６の一端部１２３４が係合する。回動レバーアーム１２３６は可撓性シール１２３９を貫通して、油圧セクション１２０５のチャンバ１２５２に入っている。回動レバーアーム１２３６は、ピンによって定められるような回動点１２３８を中心にして回動し、それにより、一端部１２３４が下方に移動すると、他端部１２４０が上方に移動し、逆も同じである。端部１２４０は、油圧セクション１２０５内でニードル１２４２に作動結合されている。したがって、端部１２４０が上下に移動すると、ニードル１２４２も上下に移動する。
【００５４】
油圧セクション１２０５内で、加圧液体が入口ポート１２５０で受け取られて、チャンバ１２５２に入る。ニードル１２４２の端部１２５６が弁座１２５４に密封係合していると、液体はチャンバ１２５２内に留まる。しかし、ニードル１２４２が上昇し、それにより、その端部１２５６を離脱させると、液体はチャンバ１２５２から吐出オリフィス１２４３を通って吐出される。ニードル１２４２は、オリフィスを貫通する（すなわち、ゼロキャビティ）か、または部分的にそれを通る（すなわち、減少キャビティ）ことができる。この実施形態では、ばね１２４４などの付勢部材がニードル１２４２を下方に付勢し、したがって、ピストン１２３０の移動は、液体をオリフィス１２４３から吐出するためにばね１２４４の力に打ち勝つのに十分である。当業者であれば、付勢部材は、片側または両側に加圧空気が加わるピストンとして構成することができることは理解できるであろう。
【００５５】
図１２Ａの実施形態では、ストローク調節機構１２４６がはっきり設けられている。この機構１２４６は、キャップ１２４８を貫通するねじ付きロッドであって、ニードル１２４２の頂部からのそれの距離を調節するために、時計回りまたは反時計回りに回転させることができる。機構１２４６の位置は、ニードル１２４２が上方に移動することができる量を制御する。
【００５６】
図１３は、多くの点で前述の実施形態に似ている別の例示的なディスペンサを示す。これらの同様な態様について、詳細ではなく、簡単に説明する。油圧セクション１３０２は、ソレノイド１３０３に結合された空気圧セクション１３０４に対して並列式に配置されている。ソレノイド１３０３は、ばね１３０８に打ち勝つためにピストン１３０７に送られる加圧空気１３０６の送出量を制御する。ピストン１３０７が移動する結果、回動点１３１２を中心にして回動すると共に可撓性シール１３０８を貫通している回動レバーアーム１３１０が、移動する。回動レバーアーム１３１０の移動は、油圧セクション１３０２内でのニードル１３２７の移動に変換される。ニードル１３２７の移動の結果として、液体の吐出か、または油圧セクション１３０２内での液体の再循環が行われる。この実施形態のニードル１３２７は、大径部分１３２６および小径部分１３３０を有する。液体が入口ポート１３２８を通って油圧セクション１３０２に入り、ニードル１３２７の位置に応じて、オリフィス１３２４から吐出されるか、または再循環ポート１３２５に流入するかのいずれかが生じる。
【００５７】
ピストン１３０７は、ニードル１３２７を閉鎖位置に保持するために、多くの力に打ち勝たなければならない。したがって、例示的な油圧セクション１３０２は、ニードル１３２７に掛かる圧力の釣り合わせを助けるための多くの有用な機構を備える。大径ポペット１３１４は、再循環側に長い流れ係合部分を与え、その結果として圧力降下が増加する。小径ポペット１３２２は、送出側に短い流れ係合部分を与え、その結果として流量（flow capability）が増加する。ポペット１３２２および弁座１３２３のテーパ形状も、液体の吐出時の流れ抵抗を減少させる。
【００５８】
この実施形態の付加的な特徴として、弁座１３１６および１３２３の直径の違いがある。ポペット１３１４が密封する弁座１３１６は、ポペット１３２２が密封する弁座１３２３より直径が大きい。力、圧力および面積間の関係のため、弁座１３１６が大径であることにより、より小さい圧力を受けた場合でも、比較的より大きい力を与えることができる。反対に、弁座１３２３が小径であることにより、大きい圧力を受けた場合でも、比較的より小さい力を与えることができる。たとえば、弁座が同一直径であり、送出圧力が５００ｐｓｉ（３．４４７５×１０６ Ｐａ）である場合、再循環弁座１３１６の前後で５０ｐｓｉ（３．４４７５×１０５Ｐａ）の降下があると、送出側を密封するのに必要な力が１０％だけ減少するであろう。しかし、再循環弁座１３１６が送出弁座１３２３の面積の２倍の大きさである場合、同じ５０ｐｓｉ（３．４４７５×１０５Ｐａ）の降下により、送出側を密封するのに必要な力が２０％だけ減少するであろう。
【００５９】
エラストマー部材１３２０および１３１８も付加的な利点を与える。これらの部材は圧縮性であり、油圧セクション１３０２内に見られる熱に耐えることができるエラストマーまたは同様の材料から構成することができる。ニードル１３２７が上方に移動するとき、圧縮性部材１３１８が拡張し、それにより、再循環側でのニードル１３２７の有効ストローク長さを減少させる。その結果、再循環側で圧力降下の有効な増加が生じる。これとは別に、ポペット１３２２および弁座１３２３を密封するようにニードルが移動するとき、圧縮性部材１３２０が圧縮する。圧縮性部材１３２０によって与えられる付加的な移動が、油圧セクション１３０２のスナフバック作用を改善する。
【００６０】
たとえば、送出側弁座１３２３は、５００ｐｓｉ（３．４４７５×１０６ Ｐａ）に対向して閉鎖できるように構成することができる。弁座の出口直径が１／１６インチ（１．５８７５ ｍｍ）である場合、面積は０．００３平方インチ（１．９４ ｍｍ２）であって、下向きに作用する力は１．５ポンド（６．６７２３３ Ｎ）である。再循環側弁座１３１６の両側で５０ｐｓｉ（３．４４７５×１０５Ｐａ）の圧力降下があり、また、それが同一寸法（すなわち、０．００３平方インチ（１．９４ ｍｍ２））である場合、上向きに作用する力は０．０１５ポンド（６．６７２３３×１０−２ Ｎ）である。送出側弁座１３２３を閉鎖するために、ピストン１３０７は１．４８５ポンド（６．６０５６０６７ Ｎ）の力を与えなければならない。しかし、５０ｐｓｉ（３．４４７５×１０５Ｐａ）の圧力降下が、１／８インチ（３．１７５ ｍｍ）直径の再循環側弁座１３１６の両側に見られる場合、上向きに作用する力は０．６ポンド（２．６６９ Ｎ）（すなわち、５０ｐｓｉ×０．０１２平方インチ（３．４４７５×１０５Ｐａ×７．７４１９２×１０−６  ｍ２））である。この第２のケースでは、ピストン１３０７は送出側弁座１３２３を閉鎖するためには０．９ポンド（４．００３３８ Ｎ）に打ち勝たなければならない。結果的に、ピストン１３０７が送出側弁座１３２３を閉鎖するために与える必要がある正味力が、弁座直径が同一寸法であった場合と比べて、およそ４０％だけ減少した。
【００６１】
圧電アクチュエータ部材が空気圧アクチュエータ部材の代わりに使用される１つの好都合な実施形態において、ポペット１３１４、１３２２および弁座１３１６および１３２２は、アクチュエータ部材がそのニュートラル状態、すなわち消勢状態にあるとき、ニードル１３２７が閉鎖される（すなわち、再循環モードにある）ような寸法になっている、言い換えると、油圧セクション１３０２は常時閉送出弁である。
【００６２】
上述した例示的な実施形態は、空気圧セクションおよびソレノイドセクションを有し、これらは協働して、ピストンを加圧空気によって空気圧セクション内で移動させる。本発明は、その使い方および用途がそのような空気圧セクションだけに制限されない。たとえば、図１４は、電気セクション１４０４と並列式に油圧セクション１４０２を有する例示的なディスペンサの断面図である。油圧セクション１４０２は、マニホルド１４１７から加圧液体１４１６を受け取るチャンバ１４１８を有する。チャンバ１４１８内に、弁座１４２１に係合するように構成されたニードル１４２０が入っている。ニードル１４２０が弁座１４２１に係合するとき、加圧液体がチャンバ１４１８から通路１４２３を通ってノズル１４２２のオリフィス１４２４外へまったく移動しない。しかし、ニードル１４２０が弁座１４２１に係合しない位置にあるとき、加圧液体がチャンバ１４１８から通路１４２３を通って流出する。
【００６３】
電気セクション１４０４は、圧縮ばね１４０９によって下方に付勢されているアーマチュア１４０８の周りに配置された電磁コイル１４０６を有する。作用を説明すると、電流が電源（図示せず）から電気コネクタ１４１１を介してコイル１４０６に供給され、これにより、アーマチュア１４０８と磁極１４１０との間に電磁界が発生し、それにより、アーマチュア１４０８が磁極１４１０に引き付けられる。磁極１４１０は移動することができないので、アーマチュア１４０８は、磁極１４１０に当たるまで、ばね１４０９の力に逆らって移動するであろう。
【００６４】
電気セクション１４０４のアーマチュア１４０８および油圧セクション１４０２のニードル１４２０は、回動レバーアーム１４３０によって互いに動作結合されている。アーム１４３０は、アーマチュア１４０８に結合する一端部１４３６を有する。たとえば、端部１４３６をボール形にして、アーマチュア１４０８内に機械加工された貫通内孔１４３７にはめ込むことができる。同様に、アーム１４３０の他端部１４３８は、ニードル１４２０に結合することができる。加圧液体１４１６が電気セクション１４０４内へ漏れるのを防止するために、シール１４３２が油圧セクション１４０２および電気セクション１４０４間に配置されている。アーム１４３０は、ピンによって定められるような回動点１４３４を中心にして回動し、このため、コイル１４０６への電流が遮断されて、ばね１４０９がアーマチュア１４０８を下方に付勢するときなどにアーマチュア１４０８が下方に移動する結果として、ニードル１４２０が上方に移動する。反対に、電流がコイル１４０６に供給されて、アーマチュア１４０８が磁極１４１０に引き付けられるときなどにアーマチュア１４０８が上方に移動する結果として、ニードル１４２０が下方に移動する。
【００６５】
当業者であれば、電気セクション１４０４の異なった構造を本発明に使用してもよいことは、理解できるであろう。たとえば、電気セクション１４０４は、電流がコイル１４０６にまったく流れないとき、ニードル１４２０が常時閉であるように変更してもよい。加えて、当業者であれば、電気セクション１４０４などの電気アクチュエータを、図示して本明細書に説明した油圧セクションのさまざまな実施形態で使用してもよいことは、理解されるであろう。
【００６６】
別法として、ピストンの上下運動に似ている圧電アクチュエータも同様に使用することができる。本発明の範囲から逸脱することなく、そのような電動式ピストンを、本明細書に記載したものと同様な回動レバーアームに結合してもよい。そのため、本明細書に記載した便益および利点を与えるために、（空気圧セクションに代わる）電気セクションを油圧セクションと並列式に配置してもよい。本発明はまた、「処理空気」の名前を一般的に付けられた付加的な空気入口を有する油圧セクションの使用も考慮する。そのような空気は、空気圧セクションの空気から分離しており、当業者であれば理解できるように、液体を吐出オリフィスから吐出する仕方を調節するように使用することができる。
【００６７】
さまざまな好適な実施形態の記載によって本発明を説明していると共に、これらの実施形態をある程度詳細に記載してきたが、添付された特許請求の範囲をそのような詳細に制限するか、またはいかなる仕方でも限定することは、本出願人の意図するところではない。付加的な利点および修正は、当業者には容易に明らかになるであろう。本発明のさまざまな特徴は、使用者の必要または好みに応じて、単独か、またはさまざまな組み合わせで使用することができる。これは、本発明を、現時点で既知であるその好適な実施方法と共に記載している。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明に従って油圧セクションおよび作動セクションが並列式に配置されているディスペンサの概略的な斜視図である。
【図１Ａ】図１のディスペンサの、１Ａ−１Ａ線にほぼ沿った部分断面図である。
【図２】本発明に従ったアクチュエータアセンブリを有する例示的なディスペンサの断面図である。
【図３】本発明に従った例示的なアクチュエータアセンブリの部分破断図である。
【図３Ａ】図３の例示的なアクチュエータアセンブリの断面図である。
【図４】アクチュエータアセンブリが液体吐出通路に動作結合している、本発明に従った例示的なディスペンサの断面図である。
【図５】再循環ポートを有する、本発明に従った例示的なディスペンサの断面図である。
【図６】スナフバック作用を有する、本発明に従った例示的なディスペンサの断面図である。
【図７】自動調心ニードルを有する、本発明に従った例示的なディスペンサの断面図である。
【図８】スナフバック作用および再循環ポートを有する、本発明に従った例示的なディスペンサの断面図である。
【図９】本発明に従った油圧セクション内にパッドを使用する、本発明に従った例示的なディスペンサの断面図である。
【図１０】図９の例示的なディスペンサで有用な、本発明に従った代替回動レバーアームを示す図である。
【図１１】図９の例示的なディスペンサで有用な、本発明に従った代替回動レバーアームを示す図である。
【図１２】ソレノイドおよび作動セクションが一体型アセンブリとして形成されている、本発明に従ったディスペンサの斜視図である。
【図１２Ａ】図１２のディスペンサの、１２Ａ−１２Ａ線にほぼ沿った断面図である。
【図１３】圧力バランス式油圧セクションを有する、本発明に従った例示的なディスペンサの断面図である。
【図１４】作動セクションが電気セクションとして構成されている、本発明に従った例示的なディスペンサの断面図である。
【図１】
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【図１Ａ】
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【図２】
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【図３】
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【図３Ａ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１２Ａ】
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【図１３】
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【図１４】
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【外国語明細書】
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